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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.85.2022.tde-05122022-133837
Document
Author
Full name
Marcus Vinicius Camillo Galia
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Santos, Adimir dos (President)
Deppman, Airton
Leal, Luiz Carlos
Shorto, Julian Marco Barbosa
Title in Portuguese
Análise e impacto das matrizes de covariância de dados nucleares com efeitos de auto blindagem em parâmetros integrais de reatores nucleares
Keywords in Portuguese
dados nucleares
Física de Reatores
Física Nuclear
Abstract in Portuguese
Uma abordagem numérica foi proposta para tratar os efeitos auto-blindagem nas matrizes de covariância no formalismo de multigrupo de reatores térmicos com combustíveis de urânio ligeiramente enriquecido. O código NJOY foi amplamente utilizado para reconstruir e efetuar o alargamento Doppler das seções de choque na região de ressonância resolvida e transformar esses dados pontuais em seções de choque de multigrupo. O fluxo de ponderação foi obtido com o modulo ROLAIDS do sistema AMPX-II. O procedimento emprega apenas as seções de choque linearizadas do NJOY e o fluxo de ponderação do ROLAIDS. As análises restringiram-se aos dados nucleares 238U, que é o nuclídeo mais importante na região de energia de ressonância resolvida. O formalismo de Reich Moore é empregado em todo o método desenvolvido. O procedimento considera os efeitos diretos e indiretos dos dados nucleares sobre a matriz de covariância no formalismo de multigrupos, e os efeitos de auto-blindagem são levados em consideração de forma simples. Os resultados para a dependência da temperatura também são considerados e fornecidos. Mostraram-se que os efeitos de auto-blindagem são possíveis de serem considerados e eles têm uma influência importante sobre a matriz de covariância de multigrupo. Considerou-se como verificação independente resultados do MCNP5 na modelagem do reator IPEN/MB-01. A concordância dos resultados do método proposto e o MCNP5 foram excelentes. O modulo ERRORR do sistema NJOY emprega o modelo Breit-Wigner a 0K para descrever as ressonâncias e para obter as derivadas das seções de choque nas ressonâncias em relação aos parâmetros de ressonância. Além disso, verificou-se que o modelo ERRORR considera apenas o efeito direto e não leva em consideração o efeito indireto da função de ponderação na matriz de covariância multigrupo. Ambas essas suposições induzem discordâncias severas na matriz de covariância de multigrupo gerada pelo ERRORR quando comparadas aos valores obtidos neste trabalho.
Title in English
Analysis and impact of nuclear data covariance matrices with self shielding effects on integral parameters of nuclear reactors
Keywords in English
nuclear data
Nuclear Physics
Reactor Physics
Abstract in English
A numerical approach has been proposed to treat the self-shielding effects in the multigroup covariance matrices of thermal reactors fueled with slightly enriched uranium. The procedure takes advantage of the capacity of NJOY to reconstruct and to Doppler Broadening the cross section in the resolved resonance region and the collision probability code ROLAIDS to get the weighting flux. The procedure employs only the linearized cross section from NJOY and the weighting flux from ROLAIDS. The analyses are restricted to the 238U nuclear data which is by far the most important nuclide in the resolved resonance energy region. Reich Moore formalism is employed all over the developed method. The procedure considers the direct and indirect effects of the nuclear data on the multigroup covariance matrix, and the self-shielding effects are taken into consideration in a straightforward fashion. Results for the temperature dependence are also provided. There were shown that the self-shielding effects are possible to take into consideration and they have an important bearing on the multigroup covariance matrix. The agreement of the results of the proposed method a MCNP5, as an independent verification method, were excellent The ERRORR procedure employs the Breit-Wigner model at 0K to describe the resonances and to get the derivatives of the resonance cross section to the resonance parameter. Furthermore, it has been found that the ERRORR model considers only the direct effect and does not take into consideration the indirect effect of the weighting function on the multigroup covariance matrix. Both of these assumptions induce a severe disagreement of the ERRORR generated multigroup covariance matrix to the corresponding values found in this work.
 
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Publishing Date
2022-12-30
 
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